【国家标准(GB)】 光度学 CIE物理光度系统

1CS17.180.20
中华人民共和国国家标准
GB/T 20151—2006/CIE S 010/E:2004光度学
CIE物理光度系统
Photometry-The CIE system of physical photometry(CIE S 010/E.2004,IDT)
2006-03-06发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数防饰
中国国家标准化管理委员会
2006-11-01实施
2光度鼠
光度单位
光度标准
附录A（资料性附录）相关术语的词汇表目
附录B（资料性附录）CIE物理光度学系统概况参考文献
表1用于明视觉的光谱光视效率函数限定值V(>）次
表2用于暗视觉的光谱光[视效率函数限定值V\（2)-iikAoNikAca-
GB/T 20151—2006/CIE S010/E:2004前言
GB/T 20151—2006/CIE S 010/E:2004本标准等间采用C1ES010/E：2004光度学CIF物理光度系统》（英文版）。本标等同翻译CIE S 010/F:2004。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：a）“本国际标准\一间改为\本标准”；h）用小数点\，\代替作为小数点的\，”，c）删除（IE $010/F:2004 的前言。本标准的附录 A 和附录 B为资料性附录。本标山中国轻工业联合会提出。本标由全国照明电器标准化技术委员会（SAC/TC224)归口。本标准起草单位：国家电光源质量监督检验中心（北京），浙江大学二色仪器有限公司本标准主要起草人：齐睿,华树明、牟同升,李艳杰、马荷芳。本标准首次制定。
GB/T20151—2006/CIES010/E2004引言
iikAoNi kAca
某一光源的视亮度不仅取决于出它发出辐射的量也与该光源的光谱组成以及其观测者的视觉响应函数有关。由于人的视觉响应在不同的光的等级和不同观测者之间都存在差异，因此精确的光度测量需要有代表性的标准观测者的定义。CIE物理光度系统规定了用于光学辐射定量评定的程序，此定量的评定是根据两个这样的标推观测者的光诺光(视)效率函数进行的。其中，一个函数V(入)代表明视觉，另一个函数V（>)代表暗视觉。这两个函数与国际单位制光度测量基本单位坎德拉联合使用，构成了一个能精确确定所有类型发光光源的光度量数值的系统，而该系统与发射辐射的光谱组成无关。1范围
GB/T20151-—2006/CIF$010/E:2004光度学
CIE物理光度系统
本标准规定了由（E建立的物理光度学系统的特征，这些特征被认可为光测量的基础，本标准对光度基、单位以及构成物理光度学CIE系统并被国际让量委员会（CIPM)正式认可的标准作出了定义。其中包括：
光度量和单位的定义；
一明视觉与暗视觉用CIE标准光谱光[视效率函数的定义；衍合这些函数的（E标准光度观测者的定义：一明视觉与暗视觉用最大光[视效能的定义，资料性附录 A提供了相关术语的词汇表,2光度量
2.1光通量
在光辐射测量学中使用的基本物理量是辐射通量或辐射功率虫，，测量单位是瓦特。辐射通量由辐射源发出，由一传播介质传输或在一表面上被接收：相应的光度量是光通量（中,）。该物理量是根摇辑射对CIE标推光度观测者的作用对辐射进行评估，用辐射量推导得出。（ILV84150125）从虫。推导出 Φ。的过程在 1, 中进行了规定。2. 2其他光度量
与最重要的辐射度量相对应的光度量在国际照明词汇中定义如下：光量（也叫作光能)()
在给定时间间满内，光通量更，的吋想分：[email protected]
(指定方向上某一光源的)发光强度(1.）(H.V 845-01-28 )
由该光源发出并在包含指定方向的立体角元d内传播的光通量d。除以该立体角元之商：.
【在指定方向上，一其实或假想面上的一给定点的光，完度（由下述公式所定义的量：
L.=dA. cosb.dn
(Il.V 845-01 31 )
公式中啦，是由通过该指定点的光束元发射的，并在包含指定方问的立体角之内传播的光通章，A是包含指定点的光束截面的截面积：2是核截面的法线与光束的方向之间的来用，（正845-035(一表面上某一点的)_光[照度(E,)人射在包含该点的面元上的光通量dΦ。除以该面孔而积dA之商：E
(一表面上某一点的儿光]出射度(M,)）离开包含该点的面元的光通量中，除以该而元面积山A之商：(IV 815 01-38)
GH/T20151-—2006/CIES010/E:20043光度单位
3.1坎德拉
- KANr KAca-
(ILV 845-01-48 )
光度测量的国际单位制转本单位是发光强，单位软德拉（cd）。该单位在1979年由国际计量大会(CGPM)-定义如下：
坎德拉是发射出频率为510×101Hz的单色辐射的光源在指定方向上的发光强度·并月该光源在该向」的辐射强度为（1/683）W·sr此次德拉定义等同地适用下明视觉、暗视觉和中问视觉。3.2其他单位
光度革的其他回国际单位制单位可从坎德拉以及长度（m）、立体伯（sr)和时间（s)的国际单位制单位推导得出。
光通量
[光]亮度
L光照度
“光]出射度
4光度标准
4. 1 明视觉和暗视觉的 CIF 标准光谱光[视]效率函数本标准定义了光度测量用的两个光谱光|视|效率函数。压际单位制单位
im-rd-sr
Ix-cd-sr·n
ed+$r-m-
数V(^)适用干明视觉,并用丁在至少儿个欧德拉每平方米的二光]亮度等级下的测量。该隔数出术标椎的表1中给定的数值定义，波长是在标准大气中测得!=i为『数值计算，函数V(})的峰值波长应被精确地确定为555 ⅡI1。线性内插法只被用于评估当波长介于表1所给出的被长之间时，函数V(a)的数值，
函数V（入)适用于暗视觉并用于在小于几分之-次德拉每平方米的[光］亮度等级下的测量。该函数出本标准的表2中给定数慎定义,波长迄是在标准大气中测得，为「数值计算，函数（1)的峰值波长应被精确地确定为507111线作内法只用于评估当波长介于：表2所给出的波长值之间时，函数V()的数值，
与频率540×101Hz相对应的标准大气中波长为555.016um：并凡V(A)和V（A)的对应值是：V(555.015nm)=1-(0.015×0.0001433)=0.9999977V'(55:. 01fi nn) - 0. 402 00(0. 016 x 0. 015 6) = 0. 401 75\-]?
++++-+( 2 )
埋想的观测者具有与明视觉函数V()或陪视觉隔数(>)相-致，并符合光通量定义中所涉及的加法法则的相对光谱响应度曲线，这种观测片叫做（IE标准光度观测者。(1F日前尚未对介于明视觉和暗视觉范困之间的中间区域的标准光谱光（视)效率函数作出定义。4.2明视觉和暗视觉的最大光_视|效能本标准所定义的函数V(1)和V(A)补充了1979个坎德拉定义，并共同构成了物理光度学的合理体系，该体系有如下所述特点：
，把作用于人类视觉系统的宽带辐射的辅射能量与人类规觉系统的生理特征相联系与明视觉和暗视觉的视觉经验相致；2
在辐射度量和光度量之间建立起精确定义的数值关系，GB/T 20151—2006/CIFS 010/E:2004基于下述定义和考虑，这种数值关系由以下公式（5)和公式(6)规定。（波长为的单色辐射的）光视效能K()和K（）光通量①除以相应的辐射通量①，之商：雲（lm·wi）（明视觉）
K(a) = Km() +V(a)
R'(a) - K\() - V(A) -
（ln·w)（暗视觉）
公式中K(a)和Ka)的最大值用K和表示，所以K=(555um)J丘-K(507nm)。此外，依据坎德拉定义.K（555.016nm）=K（555.016nm）-683lm，W\，因此，根据公式（1）公式（4)
K..--6831m1W-J/V(555.016nm)=683.0016lm.WK* - 683[lm + W- f/V'(555. 016 ntm) : 1 700.05 Im .w 4. 3关于光度量和辐射度量的基本公式用于实现2.1中给出的光通最的定义的方法是基丁上述公式（3)～公式（6）.....-( 5 )
如果对光通量与明视觉的关系加以考虑，则它与相应的辐射通量的光谱密集瘦的关系是下述公式：P。= K
与相应暗视觉的关系尼：
-Vta)da
V'(a)da
这些公式中K和K由上述公式()和(6定义，V()利V()出标准的表1和表2定义：对1所有光读学的实际应用,可以取作等于 683 Inl·W,K等于1 700 Im-W-公式(7)和(8)是CIE物理光度测量系统的基础4.4测量
在实际中，公式(?)和公式(S)所要求的光谱加权可借所于符合CIE标准光度观测者的定义并H完全校雅过V()或V()的修正探测器来实现。在这种情况下所规定的积分生探测器本身求续现对测光用的光度计的评定在C[E 69,1987照使计和亮度计特性的表示方法中加以论述-1一方面，也可进行光谱辐射度测量并依据光谱辐射度测量数据进行数值计算获得所尝求的积分，在这种情况下，积分通常采取可见光谱范围内的数值相川的形式，对于此要求，每隔1{1I1间隔的V()和V（A)的表列值通常就足够。但是如果需要中间值则可通过对表列值实施线性内插法来获得这些中间值。
在本标雅中给出了明视觉标准观测者V(A)在350 nm1~830 nm光谱范用内的值(表1)以,及暗视觉标准观测者V（1)在380r1E1~780n1m光谱范国内的值(表2)。CIE未规定在此光谱范围之外的标准观测者的值,因为对于所有实际的光度测量，史长或更短波长对视觉的负献可忽略不计。如果每隔1 mm进行求和计算,并且将公式(7)中上、下限设为 360 nm 和 83J nm,将公式(8)中的1.,下限设为 389 nm和78 nm,则可获得光[度量的确定数值。上述公式和测量方法适用于2.2所定义的任何一个光度量：例如光 亮度（明视觉）叫按照下进公式计算：
公式是相应的光增辐射完度密集度，L- - V(a)da
GB/T 20151—2006/CIE S 010/E:2004表1
光谱光视效率
0. 900 003 917 000
0. 000 001 393 581
0. 000 004 929 601
0. 000 005 512 136
0. 000 00G 208 245
0, 000 0C6 965 000
0. C.cc 007813 219
0. 000 008 7$7 336
0. 000 009 839 844
0. CCo C11 043 23
0, 00c 012 390 co
0, 00c 013 886 41
0. 000 015 557 28
c, 0co 017 412 95
c. ccC 019 583 75
0. 8co 022 020 co
C. CCO 024 830 65
0. 000 028 041 26
0.000031531 C1
0., 000 035 215 21
0.000039CO000
0. 000 042 826 40
0. 000 045 914 60
0. 000 051 559 60
C. c00 657 176 40
C. 000 064 000 00
C. 000 U2 841 21
0. C0C U82 212 21
0. 000 693 668 16
0.000 106 136 1
0. 000 120 000 0
0. 000 134 984 0
0.000151 492 0
心.600 17℃208 0
用于明视觉的光谱光视效率函数限定值V（A）被长
光诺光视效率
0.0c0191X160
0. c00 217 000 0
C. 00C 216 905 7
0.00028121C0
0.000 318 520 0
0. 000 357 266 7
0. 000 356 000 C
C.cco 433 711 7
C. 00c 473 C24 0
0. 00C 517 876 0
0. 000 572 218 7
0. 000 G4C 0c0 0
0.oco724560c
0.0co825500c
0. oco 941 160 c
0. 001 060 58c
0. 001 210 cc.
0. 001 362 091
0, 001 53C 752
0. 001 72C 368
0. 001 935 323
0. 002 180 000
0.002 454 800
0. 002 764 000
0.Uc3 117 800
0.003 526 400
0. 004 000 000
0, 004 546 240
0. 005 159 320
0.005 829 250
0. 006 546 160
0. 007 300 000
0.008 685 60°
0. 008 #05 720
光谱光现效率
0. 009 767 680
G. 010 664 43
C. C11 G00 00
0.012 57317
0.01358272
0. 014 629 68
0. 015 715 09
G.016 84C 00
C. C18 007 36
0. 019 214 48
0.020 45392
0. 021 718 24
0.023 G00 00
0. 024 294 61
0.025 51c24
G.026+5557
C.028 351 25
C. 029 8CU 00
G.CHl 810 83
C.03288368
C.CH4 521 12
C. C36 225 71
C. CHE 00U 00
0,039 846 67
0. 041 768 0c
0. 043 766 CC
0. 045 842 67
0.048000c0
0. 050 243 68
C. 052 573 04
0.054980 56
0. 057 458 72
C.C50.0C000
0. 052 601 97
-ii KAoNr KAca-
光谱光视效率
C. CG5 277 52
0. 068 042 08
0. 070 911 09
0.07390000
0. 077 016 0n
0. 080 266 40
0. 083 666 60
0.C8723280
0.090.980.00
0. 094 917 55
0. 099 045 84
0. 103 367 4
0.107 881 6
,112 500 0
C.117 532 0
0. 122 674 4
0. 127 992 8
0. 133 452 8
0.139 020 0
C.144 676 4
0.150 469 3
0. 156 461 9
0. 162 717 7
0.176 2431
0. 183 558 1
0. 191 273 5
0. 199 418 0
0.2080200
0. 217 119 9
0. 226 734 5
0, 236 857 1
0.247 481 2
0.258 6c0 6
表1(缕）
光谱光视效率
0. 270 184 9
0.2522939
0,2950505
0. 308 578 0
0. 323 coo 0
0. 335 102 1
0. 354 685 8
0. 371 698 6
0.407 300 0
0. 425 629 9
0. 444 309 6
0. 463 394 4bZxz.net
0. 482 939 5
0.503c00.0
0. 523 559 3
0. 554 512 0
0. 585 690 0
0. 586 965 3
0.6c82000
0. 629 345 6
0.6503068
0.670 875 2
0. 690 842 4
0. 710 000 0
0. 728 185 2
0. 745 463 6
0.761 969 4
0.777 836 5
0. 793 200 0
0. 808 11G 4
0. 822 196 2
0. 836 306 8
0, 849 491 6
GB/T 20151—2006/CIE S 010/E:2004波长
光谱光规效率
D.862000c
0. 873 810 8
0. 884 962 4
0. 895 493 6
0. 905 443 2
0. 914 850 1
0. 923 734 8
0. 932 092 4
0, 939 922 6
0. 947 225 2
0.954 000 0
0. 960 256 1
0. 966 007 4
t. 97t 260 6
0.976 022 5
0.9803000
0. 981 092 4
0. 957 418 2
0. 990 312 8
0. 992 811 6
0. 994 050 1
0. 996 710 8
0.998 098 3
0.999 112 0
0. 999 748 2
1. 000: 000
0. 999 856 7
0. 999 304 5
0. 998 325 5
0. 996 898 7
0. 995 009 0
0. 992 6Ga s
0. 959 712 6
0. 986 414 4
GB/T 20151—2006/CIE S 010/E:2004波长　
光谱光视效率
0.982 724 1
0. 978 600 0
0.9710837
0, 969 171 2
0. 963 656 8
0. 958 134 9
0.9520c00
0. 145 450 4
0.9381992
5.9311628
0. 023 457 6
0.9154000
0. 997 006 4
0. H98 277 2
0. 689 204 8
0. 879 781 6
0. 870 000 0
0. 859 861 8
5. 840 392 0
0.8386220
0. 821 581 3
a.816 300 0
0. 804 794 7
0.7930820
0. 781 192 0
0. 769 254 7
0, 757 000 0
D, 744 754 !
0. 732 422 4
0.720 003 6
0.707 496 5
0. 694 960 0
0. 682 215 2
0.669 4716
表1(续）
光谱光视效率
0. 656 671 4
0. 643 844 8
0.631 00n0
0. 618 155 5
0. 605 311 4
0. 502 475 6
0. 579 637 9
0. b66 800 0
0. 553 961 1
0, 541 137 2
0. 526 352 8
0. 515 G32 :
0.5030500
0. 490 468 8
0.478 030 4
0. 455 677 6
0. 453 403 2
0. 141 200 0
0. 429 080 0
5. 117 036 0
0.405 0320
0. 393 032 0
0. 381 000 0
0. 368 918 1
0.356 827 2
0. 311 776 8
0. 332 817 6
0. 321 0c0
0.3093381
8. 217 850 4
0. 286 593 #
0. 273 624 5
0. 26J 009 0
0. 254 763 2
光谱光视救率
n, 244 889 6
0. 235 334 1
0. 226 052 8
0. 217 000 0
0. 208 161 6
0. 199 548 8
0. 191 155 2
0. 182 971 4
0. 175 000 0
U.157 22: 5
0. 159 646 4
0. 152 277 6
0. 145 125 9
0.138200 0
0. 131 500 3
0.125 0248
0, 116 779 2
0. 112 769 1
0, 107 000 0
0. 101 476 2
0.096 188 64
0. 591 122 96
0. 086 261 85
0.08)60000
0, 077 120 64
0. 072 825 52
0. 068 710 08
0. 064 769 76
0. 061 000 00
0, 057 395 21
0, 053 955 04
0. 050 673 76
0. 017 549 65
0. 011 580 00
-iikAoNiKAca-
光谱光视效率
0. 041 758 72
0.039 08196
0.036 563 84
0. 034 200 48
0. 032 000 00
Q.029 962 61
0.028 076 64
0.02632936
0,021 70805
0. 023 200 C0
0.021 800 77
Q.02050112
0. 019 281 08
0. 018 120 69
0. 017 000 00
0. 015 90:3 79
0. 014 837 18
0.013 810 68
0. 012 834 78
0. 011 920 00
0. 011 068 31
0, 010 273 39
0. 009 533 311
0. 008 846 157
0, 008 210 000
0, 007 623 781
0. 007 085 424
0. 006 501 476
0.006138 485
0, 005 723 000
0. 005 343 059
0, 004 993 796
0, 004 676 404
0.001 480 075
表1（续）
光谱光视效率
0. 004 102 000
0, 003 838 453
0. 003 589 099
0. 003 354 219
0, 003 134 093
0. 002 929 000
0. 002 738 139
0. 002 559 876
0. 002 393 244
0. 002 237 275
0. 002 091 000
0.001 953 587
0, 001 824 580
0. 001 703 550
0. 001 590 187
0,001 484 000
0.001 384 496
0, 001 291 268
0. 001 204 092
0. 001 122 744
0, 001 047 0CO
0. 000 976 589 6
0. 000 911 108 8
0. 000 850 133 2
0. 000 793 238 4
0. 000 710 000 0
0. 000 690 082 7
0. 000 613 310 0
0. 000 599 496 0
0. 000 558 454 7
0, 000 520 000 0
0. 000 483 913 6
0. 000 450 052 8
0. 000 418 345 2
GB/T2015T—2006/C1ES010/E.2004波长
光谱光视效率
0. 000 388 718 1
0.000 361100 0
0. 000 335 383 J
0.000311440 1
0, 000 289 165 6
0. 000 268 453 9
0, 000 249 200 0
0. 00C 281 301 9
0.0002146856
0, 000 199 288 4
0, 000 185 047 5
0, 000 171 000 0
0. 000 159 778 1
0.000148 604 4
0. 000 135 301 6
0. 000 128 792 5
0. 000 120 000 0
0, 000 111 859 5
0, 000 104 322 4
0. 000 097 335 60
0. 000 090 845 87
0, 000 084 800 00
0. 000 079 116 67
0. 000 073 858 00
0. 000 068 916 00
0, 000 064 302 67
0. 000 060 000 00
0. 000 055 981 87
0. 000 052 225 60
0. 000 048 718 40
0. 000 045 147 47
0, 000 012 400 00
0, 000 039 561 04
0. 000 036 915 12
GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004波长
光谱光视效率
0. 000 034 448 68
0. 000 032 148 16
0.000 030 000 00
0. 000 027 991 25
0. 000 02511:56
0, 000 021 360 24
0. 000 022 724 61
0. 000 021 200 00
0, 000 019 778 55
0. Co0 018 452 85
0.00001721687
0. 000 016 064 59
0.00001199000
0. 000 01.3 487 2E
0. 000 013 051 65
C. 000 012 178 18
0. 000 011 362 54
0. 000 010 600 00
0. 000 009 685 B77
C. 000 009 217 301
0. 000 006 592 362
北请光视效率
0. 000 598
0. 000 752
0.000 851
o.co0.572
0. 001 108
0. 001 268
0. 001 453
0. 001 918
表1（续）
光谐光视效率
0. 000 008 009 133
0. 000 007 455 700
0. 000 006 956 567
0. 000 006 487 955
0. 000 006 048 699
C. C00 005 634 396
0, 000 005 257 800
0. 000 001 901 771
0. 000 004 569 720
0. 000 004 260 194
0, 000 003 971 739
0. 000 003 702 900
0. 000 003 452 163
0. 000 003 218 302
0.000 003000 300
0, 000 002797 139
0. 000 002 607 800
0. 000 002 431 220
0. 000 002 266 531
0. 000 002 113 013
0. 000 001 969 913
用于暗规觉的光谱光[视!效率函数限定值V(1)波长
光塔光视效率
0. 002 939
0. 003 394
0. 001 53
0. 005 24
0. 006 98
0. 008 06
光诺光靓效率
-ii KAoNr KAca-
0. 000 001 836 600
0, 000 001 712 230
0. 000 001 596 228
0. 000 001 488 000
0. 000 001 387 314
0. 000 001 293 400
0. 000 001 205 820
0. 000 001 124 113
0. 000 000 048 009
0. 000 000 977 057 8
0. 000 000 910 930 0
0. 000 000 849 251 3
0. 000 000 791 721 2
0. 000 000 738 090 4
0.000 000 688 109 8
0.000 000 641 530 0
0. 000 000 598 089 5
0.c00 000 557 571 6
0. 000 000 519 808 0
0. 000 000 484 612 3
0. 000 000 451 810 0
光谱光视效率
0. 009 29
a, 01a 7c
0. 011 13
0. 018 52
0. 021 13
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